DE10023588A1 - Intrusion sensor to detect the severity of an accident in a vehicle - Google Patents
Intrusion sensor to detect the severity of an accident in a vehicleInfo
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Intrusionssensor zur Erfassung einer Unfallschwere bei einem Fahrzeug.The present invention relates to an intrusion sensor for recording an accident severity in a vehicle.
Zur Erhöhung der Sicherheit in einem Fahrzeug werden heutzutage Rückhaltemittel wie z. B. Airbags eingesetzt, wobei mittels Beschleunigungssensoren ein Unfall erkannt wird und innerhalb von wenigen Millisekunden entschieden wird, ob und welche Rückhaltemittel gezündet werden sollen. Hierbei muß zwischen einem Seitenaufprall und einem Frontaufprall unterschieden werden. In beiden Fällen sind teilweise unterschiedliche Rückhaltemittel auszulösen, um die Fahrzeuginsassen zu schützen.To increase safety in a vehicle nowadays restraint such. B. airbags used, whereby an accident is detected by means of acceleration sensors is decided and within a few milliseconds whether and which restraint devices should be ignited. It must be between a side impact and a Front impact can be distinguished. In both cases partially trigger different restraining devices in order to to protect the vehicle occupants.
Ein derartiger Beschleunigungssensor ist beispielsweise aus der DE-32 31 800 bekannt. Hierbei wird eine feder gefesselte, der zu messenden Beschleunigung ausgesetzte Trägemasse ausgelenkt und die Auslenkung in Bezug zu einem raumfesten Bezugspunkt erfasst. Bei Überschreiten einer Beschleunigungsschwelle wird ein Auslössignal erzeugt. Dabei weist ein massebehafteter Körper einen ersten Lichtleiter auf, dessen Ende von einer Lichtquelle beaufschlagt ist. Das andere Ende des Lichtleiters steht im Ruhezustand und im beschleunigungsabhängig ausgelenkten Zustand jeweils Lichtleitern gegenüber, die an Fotoelemente angeschlossen sind. Bei Auftreten einer Beschleunigung wird der erste Lichtleiter bewegt, so daß das von der Licht quelle durch den ersten Lichtleiter geleitete Licht von einer anderen Fotozelle als im Ruhezustand aufgenommen wird. Dadurch kann die Beschleunigung ermittelt werden und entsprechend ein Rückhaltemittel gezündet werden.Such an acceleration sensor is off, for example known from DE-32 31 800. Here is a spring bound, exposed to the acceleration to be measured Inertial mass deflected and the deflection in relation to one fixed reference point. If one is exceeded Acceleration threshold, a trigger signal is generated. A body with mass has a first Light guide on, the end of a light source is acted upon. The other end of the light guide is in the Hibernate and in the deflection-dependent deflection Condition each opposite light guides attached to photo elements are connected. When acceleration occurs the first light guide moves so that the light source of light guided by the first light guide a different photocell than taken in the idle state becomes. This allows the acceleration to be determined and a restraint can be ignited accordingly.
Heutzutage sind Beschleunigungssensoren die einzige Informationsquelle für die Erkennung einer kritischen Situation, auf Grund derer der Auslösealgorhythmus eine Auslöseentscheidung der Rückhaltemittel berechnen muß. Mit einer zunehmenden Anzahl von Stufen bei der Zündung von Rückhaltemitteln (z. B. zweistufige Airbags) ist es notwendig, die unterschiedlichen Unfallschweren immer genauer voneinander zu unterscheiden, um so die verschiedenen Rückhaltemittel und deren verschiedenen Stufen für den Insassenschutz optimal zu zünden.Accelerometers are the only ones these days Information source for the detection of a critical Situation on the basis of which the triggering algorithm is a Trigger decision of the restraining device must calculate. With an increasing number of stages in the ignition of Restraint devices (e.g. two-stage airbags) are necessary, the different severity of accidents always to differentiate more precisely from each other so as to different restraint devices and their different Ignite steps for occupant protection optimally.
Insbesondere bei einem Seitenaufprall ist in den ersten Millisekunden nach dem Erstkontakt ein Rückhaltemittel zu zünden, um rechtzeitig eine Schutzwirkung für die Insassen zu entfalten. Die herkömmlichen Beschleunigungssensoren erfüllen jedoch diese Anforderungen nur in unzulänglicher Weise. Auch sind die Beschleunigungssensoren beispielsweise bei einem Frontalaufprall an der hinteren Fahrzeugseite überfordert. Bei einem Seitenaufprall unterscheiden die konventionellen Systeme bisher nur sehr grob in einen Aufprall vorn oder hinten. Unterscheidungen wie das Eindringen eines Hindernisses in eine Türe oder ein Aufprall eines Objektes auf die A-, B-, und/oder C-Säule des Fahrzeugs sind mit der bisherigen Beschleunigungs sensorik nicht möglich.Especially in the event of a side impact, the first A restraining device is closed milliseconds after the first contact ignite to provide protection for the occupants in good time to unfold. The conventional acceleration sensors however, meet these requirements only inadequately Wise. The acceleration sensors are also, for example in the event of a frontal impact on the rear of the vehicle Overwhelmed. In the event of a side impact, they differ conventional systems so far only very roughly into one Impact front or rear. Distinctions like that Entry of an obstacle into a door or an Impact of an object on the A, B, and / or C pillar of the vehicle are with the previous acceleration sensors not possible.
Der erfindungsgemäße Intrusionssensor zur Erfassung einer Unfallschwere bei einem Fahrzeug mit den Merkmalen des Hauptanspruchs hat demgegenüber den Vorteil, daß eine sehr genaue und schnelle Messung der Intrusionsgeschwindigkeit, d. h. der Geschwindigkeit, mit der ein Objekt auf das Fahrzeug aufprallt, bzw.. das Fahrzeug auf ein Objekt prallt, möglich ist. Auch wird es durch die Anordnung einer ersten und zweiten Lichtleiteranordnung, welche zwischen sich einen Zwischenraum mit einer vorbestimmten Breite aufweisen möglich, erheblich schnellere Auslösezeiten als im Stand der Technik zu gewährleisten. Um eine genaue Ermittlung des Unfallbeginns und der Intrusionsge schwindigkeit zu ermöglichen, ist die erste Lichtleiter anordnung zu einer Intrusionsseite hin gerichtet (d. h. einer Seite, von der ein Aufprall erwartet wird) und die zweite Lichtleiteranordnung zu einer Fahrzeuginnenseite hin gerichtet angeordnet. Mit anderen Worten sind die beiden Lichtleiteranordnungen im wesentlichen nebeneinander entlang einer Außenkontur eines Fahrzeugs angeordnet. Da als Meßmedium Licht verwendet wird, wird die Messung selbst gegen EMV-Einflüsse unanfällig.The intrusion sensor according to the invention for detecting a Accident severity in a vehicle with the characteristics of The main claim has the advantage that a very accurate and fast measurement of the intrusion speed, d. H. the speed at which an object hits the Vehicle crashes or the vehicle hits an object bounces, is possible. It is also arranged by a first and second light guide arrangement, which between a space with a predetermined width have possible, significantly faster tripping times than to ensure in the state of the art. To be exact Determination of the start of the accident and the intrusion rate Allowing speed is the first light guide facing an intrusion side (i.e. a side from which an impact is expected) and the second light guide arrangement to a vehicle interior arranged arranged. In other words, they are Light guide arrangements essentially side by side arranged along an outer contour of a vehicle. There If light is used as the measuring medium, the measurement itself not susceptible to EMC influences.
Vorzugsweise besteht die erste Lichtleiteranordnung aus mehreren Lichtleiterschleifen, welche jeweils unter schiedliche Längen aufweisen. Hierdurch wird es ins besondere möglich, den Ort des Aufpralls genau zu bestimmen, da abhängig vom Aufprallort aufgrund der unterschiedlichen Längen der Lichtleiterschleifen nur einige der Lichtleiterschleifen verbogen bzw. beschädigt werden. Abhängig von den unterschiedlichen Längen bzw. der Anzahl der Lichtleiterschleifen kann dabei eine sehr genaue Bestimmung des Aufprallorts am Fahrzeug ermöglicht werden. Hierbei können die Lichtleiterschleifen horizontal oder vertikal nebeneinander angeordnet werden.The first light guide arrangement preferably consists of several fiber optic loops, each under have different lengths. This will ins special possible to pinpoint the location of the impact determine, because depending on the impact location due to the different lengths of the optical fiber loops only some of the fiber optic loops are bent or damaged become. Depending on the different lengths or the The number of fiber optic loops can be very precise Determination of the impact location on the vehicle are made possible. Here, the light guide loops can be horizontal or vertically next to each other.
Vorteilhaft unterscheidet sich die Länge der Licht leiterschleifen in Längsrichtung um den gleichen Betrag. Dies ermöglicht eine vorbestimmte Einteilung des Intrusionssensors in mehrere Segmente mit einer gleichen Segmentlänge. Hierdurch wird eine Ortsauflösung des Aufpralls in der Längsachse des Sensors mit der Mindestauflösung von einer Segmentlänge erreicht.The length of the light advantageously differs Conductor loops in the longitudinal direction by the same amount. This enables a predetermined division of the Intrusion sensor in several segments with the same Segment length. This results in a spatial resolution of the Impact in the longitudinal axis of the sensor with the Minimum resolution of one segment length reached.
In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Zwischen raum zwischen den beiden Lichtleiteranordnungen mit Schaum stoff gefüllt. Hierdurch ergibt sich insbesondere ein geringes Gewicht des erfingungsgemäßen Intrusionssensors.In a preferred embodiment, the intermediate space between the two light guide arrangements with foam fabric filled. This results in a low weight of the intrusion sensor according to the invention.
Um eine möglichst geringe Anzahl von Bauteilen aufzuweisen, weisen die erste und die zweite Lichtleiteranordnung ein gemeinsames lichtemittierendes Element auf. Ebenfalls können die erste und zweite Lichtleiteranordnung vor zugsweise ein gemeinsames lichtaufnehmendes Element auf weisen. Dadurch läßt sich ein besonders kostengünstiger Intrusionssensor mit geringer Bauteilezahl herstellen.In order to have the smallest possible number of components, have the first and the second light guide arrangement common light-emitting element. Likewise can the first and second light guide arrangement preferably a common light-receiving element point. This makes it particularly economical Manufacture intrusion sensor with a small number of components.
Durch die Verwendung der ersten und zweiten Lichtleiter anordnungen sind das lichtemittierende Element und das lichtaufnehmende Element direkt optisch gekoppelt und es wird eine Selbstkalibrierung des Intrusionssensors ermöglicht. Beispielsweise kann die Selbstkalibrierung derart erfolgen, daß bei jedem Fahrzeugstart die als erstes durch das lichtaufnehmende Element aufgenommene Lichtmenge als neuer Referenzwert für den Intrusionssensor verwendet wird. Dadurch wird der erfindungsgemäße Intrusionssensor unanfällig gegen Alterungseffekte der Lichtleiter anordnungen.By using the first and second light guides Arrangements are the light emitting element and the light-absorbing element directly optically coupled and it will self-calibrate the intrusion sensor enables. For example, self-calibration in such a way that the first time each time the vehicle is started amount of light received by the light receiving element used as the new reference value for the intrusion sensor becomes. As a result, the intrusion sensor according to the invention insensitive to aging effects of the light guide arrangements.
Um auch bei einem leichten Aufprall einen Intrusionssensor mit einer hohen Sensibilität bereitzustellen, sind die Lichtleiter der Lichtleiteranordnung vorzugsweise ummantelt. Hierdurch wird insbesondere erreicht, daß ein schnelles Wellen bei einem Aufprall auf den Lichtleiter erreicht wird. Hierzu kann beispielsweise eine Kunst stoffummantelung verwendet werden, welche an ihrer Innen seite, d. h. zum Lichtleiter hin, ein gezacktes Profil aufweist. Auch ist es möglich, daß ein Lichtleiter aus Glasfasern mit einer zusätzlichen Glasfaser mit einem geringeren Durchmesser umwickelt ist. Wenn nun eine derart umwickelte Glasfaser zwischen harten Gegenständen eingepreßt wird, bewirkt der Druck auf die Ummantelung eine Mäandrierung der dazwischen liegenden lichtführenden Glasfaser und Licht wird in die Umgebung ausgestreut.To an intrusion sensor even in the event of a slight impact to provide with a high sensitivity are Light guide of the light guide arrangement preferably encased. This ensures in particular that a fast waves in the event of an impact on the light guide is achieved. For example, an art fabric covering are used, which on their inside side, d. H. towards the light guide, a jagged profile having. It is also possible that a light guide Glass fibers with an additional glass fiber with a smaller diameter is wrapped. If so now wrapped glass fiber between hard objects is pressed in, the pressure on the casing causes a Meandering of the light guiding in between Glass fiber and light are scattered into the environment.
Um einen kostengünstigen Intrusionssensor bereitzustellen, ist das lichtemittierende Element eine LED und das licht aufnehmende Element eine Fotodiode.To provide an inexpensive intrusion sensor, the light-emitting element is an LED and the light receiving element a photodiode.
Vorteilhaft ist der erfindungsgemäße Intrusionssensor im Türbereich eines Kraftfahrzeugs und/oder in der Stoßstange angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, den erfindungsgemäßen Intrusionssensor an anderen Stellen des Kraftfahrzeugs z. B. im Dachbereich oder an den Kotflügeln anzuordnen.The intrusion sensor according to the invention is advantageous in Door area of a motor vehicle and / or in the bumper arranged. However, it is also possible to Intrusion sensor according to the invention at other points of the Motor vehicle z. B. in the roof area or on the fenders to arrange.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.An embodiment of the invention is in the drawing shown and is in the description below explained in more detail.
Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines Intrusionssensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, Fig. 1 shows a sectional view of an intrusion sensor according to an embodiment of the present invention,
Fig. 2 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des in Fig. 1 dargestellten Lichtleiters, FIG. 2 shows an enlarged sectional view of the light guide shown in FIG. 1,
Fig. 3 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht einer alternativen Ausgestaltung eines Lichtleiters, Fig. 3 is an enlarged sectional view showing an alternative embodiment of a light guide,
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Schnittansicht des erfindungsgemäßen Intrusionssensors, Fig. 4 shows an enlarged sectional view of the intrusion sensor according to the invention,
Fig. 5 zeigt eine teilweise Draufsicht auf ein Fahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Intrusionssensor und Fig. 5 shows a partial plan view of a vehicle with an inventive intrusion sensor and
Fig. 6 zeigt eine teilweise geschnittene Ansicht von hinten des in Fig. 5 dargestellten Fahrzeugs. FIG. 6 shows a partially sectioned rear view of the vehicle shown in FIG. 5.
In den Fig. 1 bis 6 ist ein Ausführungsbeispiel eines Intrusionssensors gemäß der vorliegenden Erfindung dargestellt.In Figs. 1 to 6 an embodiment of an intrusion sensor is shown according to the present invention.
Fig. 1 zeigt eine vereinfachte schematische Schnittansicht eines Intrusionssensors 1. Der Intrusionssensor 1 umfaßt eine erste Lichtleiteranordnung 2 und eine zweite Lichtleiteranordnung 5. Die erste Lichtleiteranordnung 2 besteht im wesentlichen aus einem Glasfaserkabel 3, welches eine Ummantelung 4 aus einem harten Kunststoff aufweist. Weiter umfaßt die erste Lichtleiteranordnung 2 ein lichtemittierendes Element sowie ein lichtaufnehmendes Element (beide nicht dargestellt). Die zweite Lichtleiter anordnung 5 besteht im wesentlichen aus einem Glas faserkabel 6, welches eine Ummantelung 7 aus einem harten Kunststoff aufweist. Weiter umfaßt die zweite Licht leiteranordnung 5 ebenfalls ein nicht dargestelltes lichtemittierendes Element sowie ein lichtaufnehmendes Element. Fig. 1 is a simplified schematic sectional view showing an intrusion sensor 1. The intrusion sensor 1 comprises a first light guide arrangement 2 and a second light guide arrangement 5 . The first light guide arrangement 2 essentially consists of a glass fiber cable 3 , which has a sheathing 4 made of a hard plastic. Furthermore, the first light guide arrangement 2 comprises a light-emitting element and a light-receiving element (both not shown). The second light guide arrangement 5 consists essentially of a glass fiber cable 6 , which has a sheath 7 made of a hard plastic. Furthermore, the second light guide arrangement 5 also comprises a light-emitting element (not shown) and a light-receiving element.
Zwischen der ersten Lichtleiteranordnung 2 und der zweiten Lichtleiteranordnung 5 ist ein Zwischenraum 8 mit einer Breite h angeordnet. Der Zwischenraum 8 ist mit einem Schaumstoff 9 gefüllt. Somit sind die erste Lichtleiter anordnung 2 und die zweite Lichtleiteranordnung 5 in einer Ebene angeordnet, welche im wesentlichen parallel zu einer erwarteten Aufprallrichtung angeordnet ist.An intermediate space 8 with a width h is arranged between the first light guide arrangement 2 and the second light guide arrangement 5 . The space 8 is filled with a foam 9 . Thus, the first light guide arrangement 2 and the second light guide arrangement 5 are arranged in a plane which is arranged essentially parallel to an expected direction of impact.
Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt der ersten Lichtleiteranordnung 2. Wie in Fig. 2 gezeigt, weist die Ummantelung 4 eine gezackte Innenseite auf, deren Spitzen sich direkt mit dem Glasfaserkabel 3 in Kontakt befindet. Durch das Vorhersehen des gezackten Innenprofils der Ummantelung 4 wird sichergestellt, daß das Glasfaserkabel 3 bei einem Zusammendrücken der Umhüllung 4 sofort wellig wird und das Licht in der lichtführenden Glasfaser 3 in die Umgebung ausgestreut wird. Dadurch wird ein schnelles und genaues Erkennen des Zusammendrückens und damit eines Aufpralls möglich. Fig. 2 shows an enlarged section of the first optical fiber array 2. As shown in FIG. 2, the sheathing 4 has a serrated inside, the tips of which are in direct contact with the fiber optic cable 3 . By anticipating the jagged inner profile of the sheath 4 that the optical fiber cable 3 is immediately wavy upon compression of the sheathing 4 and the light is scattered in the light-guiding optical fiber 3 into the environment is ensured. This enables a quick and precise detection of the compression and thus an impact.
In Fig. 3 ist eine alternative Ausgestaltung der Lichtleiteranordnung 2 dargestellt. Dabei ist die lichtführende Glasfaser 3 mit einer zusätzlichen Glasfaser 3' umwickelt, welche einen deutlich geringeren Durchmesser als die lichtführende Glasfaser 3 aufweist. Der Durchmesser der Glasfaser 3' liegt beispielsweise zwischen der Hälfte und einem Drittel des Durchmessers der lichtführenden Glasfaser 3. Die beiden Glasfasern 3 und 3' sind ihrerseits wiederum von einer Umhüllung 4 beispielsweise aus Kunststoff umgeben. Wenn nun ein Zusammendrücken der Umhüllung 4 auftritt, ergibt sich die gleiche Wirkung wie bei der in Fig. 2 dargestellten Lichtleiteranordnung. Somit ist auch mit einer in Fig. 3 gezeigten Licht leiteranordnung ein schnelles und genaues Erfassen eines Aufpralls möglich. Selbstverständlich kann auch die zweite Lichtleiteranordnung 5 wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt ausgeführt sein.In Fig. 3, an alternative embodiment of the optical fiber array 2 is illustrated. The light-guiding optical fiber 3 is provided with an additional glass fiber 3 'wrapped, which has a significantly smaller diameter than the light-guiding glass fiber. 3 The diameter of the glass fiber 3 'is, for example, between half and a third of the diameter of the light-guiding glass fiber 3 . The two glass fibers 3 and 3 'are in turn surrounded by a covering 4, for example made of plastic. If the envelope 4 is now compressed, the same effect results as in the light guide arrangement shown in FIG. 2. Thus, a fast and accurate detection of an impact is possible even with a light guide arrangement shown in FIG. 3. Of course, the second light guide arrangement 5 can also be designed as shown in FIGS. 2 and 3.
In Fig. 4 ist nun der Aufbau eines erfindungsgemäßen Intrusionssensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung genauer dargestellt. Die erste Lichtleiter anordnung 2 umfaßt mehrere Lichtleiter 3a bis 3f, welche in Schleifen gelegt sind. Hierbei wird Licht von LEDs in die Lichtleiter 3a bis 3f eingespeist. Nachdem das Licht den Lichtleiter durchschritten hat, nehmen Fotodioden die verbleibende Lichtintensität auf.In FIG. 4, the construction of an intrusion sensor of the invention is now illustrated in greater detail according to an embodiment of the invention. The first light guide arrangement 2 comprises a plurality of light guides 3 a to 3 f, which are placed in loops. Here, light from LEDs is fed into the light guides 3 a to 3 f. After the light has passed through the light guide, photodiodes record the remaining light intensity.
In Fig. 4 ist dieser Aufbau nur für die beiden Lichtleiter 3a und 3f genauer dargestellt. Eine LED 10 speist Licht in den Lichtleiter 3a ein und eine Fotodiode 11 nimmt nach dem Durchschreiten des Lichts durch den Lichtleiter 3a die Lichtintensität auf. Beim Lichtleiter 3f wird Licht durch eine LED 12 in den Lichtleiter 3f eingespeist und durch eine Fotodiode 13 aufgenommen. In gleicher Weise sind für die anderen Lichtleiterschleifen 3b bis 3e LEDs beziehungs weise Fotodioden vorgesehen, welche jedoch aus Gründen einer übersichtlicheren Darstellbarkeit nicht mehr in Fig. 4 eingezeichnet worden sind. Die LEDs 10, 12 und die Fotodioden 11, 13 sind mit einer Auswerteinheit 15 ver bunden, welche in einem Steuergerät 14 angeordnet ist.In Fig. 4, this structure is only shown in more detail for the two light guides 3 a and 3 f. An LED 10 feeds light into the light guide 3 a and a photodiode 11 picks up the light intensity after passing through the light through the light guide 3 a. In the light guide 3 f, light is fed into the light guide 3 f by an LED 12 and picked up by a photodiode 13 . In the same way, 3 b to 3 e LEDs or photodiodes are provided for the other light guide loops, but these have not been shown in FIG. 4 for reasons of clarity. The LEDs 10 , 12 and the photodiodes 11 , 13 are connected to an evaluation unit 15 , which is arranged in a control unit 14 .
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist der Intrusionssensor 1 in eine Vielzahl von Segmenten S1 bis Sn unterteilt, wobei jeweils eine der Lichtleiterschleifen 3a bis 3f sich bis zu einem entsprechenden Segment erstreckt. Die Segmente S1 bis Sn weisen voneinander die gleichen Abstände auf und daher unterscheiden sich die Längen der Lichtleiterschleifen 3a bis 3f jeweils um die Länge eines Segmentes. Mit anderen Worten wird durch jedes Segment eine Endschleife der Lichtleiterschleifen geführt.As shown in FIG. 4, the intrusion sensor 1 is subdivided into a plurality of segments S 1 to S n , one of the optical fiber loops 3 a to 3 f each extending to a corresponding segment. The segments S 1 to S n have the same distances from one another and therefore the lengths of the light guide loops 3 a to 3 f each differ by the length of a segment. In other words, an end loop of the light guide loops is passed through each segment.
Wie in Fig. 4 gezeigt, besteht die zweite Lichtleiter anordnung 5 nur aus einer Lichtleiterschleife 6 sowie einer LED 16 und einer Fotodiode 17. Die LED 16 und die Fotodiode 17 sind mit einer Auswerteinheit 18 verbunden und sind jeweils in einem Steuergerät 19 angeordnet. Die Auswert einheit 18 ist mit der Auswerteinheit 15 für die erste Lichtleiteranordnung 2 verbunden und die beiden Auswert einheiten 15 und 18 sind jeweils mit einer Zentraleinheit (nicht dargestellt) verbunden. Zwischen der ersten Lichtleiteranordnung 2 und der zweiten Lichtleiteranordnung 5 ist ein Zwischenraum 8 angeordnet, welcher mit Schaum stoff 9 gefüllt ist.As shown in Fig. 4, the second light guide arrangement 5 consists only of a light guide loop 6 and an LED 16 and a photodiode 17th The LED 16 and the photodiode 17 are connected to an evaluation unit 18 and are each arranged in a control unit 19 . The evaluation unit 18 is connected to the evaluation unit 15 for the first light guide arrangement 2 and the two evaluation units 15 and 18 are each connected to a central unit (not shown). Between the first light guide arrangement 2 and the second light guide arrangement 5 , an intermediate space 8 is arranged, which is filled with foam 9 .
Nachfolgend wird die Betriebsweise des Intrusionssensors beschrieben. Der Intrusionssensor 1 zur Erfassung einer Unfallschwere bei einem Fahrzeug ist derart angeordnet, daß die erste Lichtleiteranordnung 2 an einer Aussenseite A des Fahrzeugs angeordnet ist und die zweite Lichtleiter anordnung 5 zur Innenseite I des Fahrzeugs ausgerichtet ist. Hierbei bilden die erste Lichtleiteranordnung 2 und die zweite Lichtleiteranordnung 5 zusammen mit dem Zwischenraum 8 eine Ebene, welche in Richtung des zu erwartenden Aufpralls ausgerichtet ist. Wenn nun ein Unfall auftritt und ein Objekt beispielsweise im Segment Sn-1 in den Intrusionssensor 1 eintritt, werden durch das Eintreten des Objekts die Lichtleiterschlaufen 3a bis 3e zusammen gedrückt. Dadurch ändert sich die von den zu den jeweiligen Lichtleitern zugeordneten Fotodioden aufgenommene Licht intensität, so daß die Auswerteeinheit 15 genau bestimmen kann, welche Lichtleiterschleifen verbogen (micro-bending) bzw. beschädigt worden sind. Im vorliegenden Beispiel bleibt die im Segment Sn angeordnete Lichtleiterschlaufe 3f unbeschädigt bzw. nicht verbogen, so daß sich hier die Lichtintensität nicht ändert. Somit kann der erfindungsgemäße Intrusionssensor sofort bestimmen, daß eine Intrusion auftritt. Weiterhin kann sofort bestimmt werden, an welchem Ort des Intrusionssensors die Intrusion auftritt. Wenn nun beim Fortschreiten des Unfalls das Objekt tiefer in das Fahrzeug eindringt und somit auch tiefer in den Sensor eindringt, dringt das Objekt durch den mit Schaumstoff gefüllten Zwischenraum 8 und trifft auf die zweite Lichtleiteranordnung 5.The operation of the intrusion sensor is described below. The intrusion sensor 1 for detecting an accident severity in a vehicle is arranged such that the first light guide arrangement 2 is arranged on an outside A of the vehicle and the second light guide arrangement 5 is aligned with the inside I of the vehicle. Here, the first light guide arrangement 2 and the second light guide arrangement 5 together with the intermediate space 8 form a plane which is oriented in the direction of the impact to be expected. Now, when an accident occurs and an object enters, for example, in the segment S n-1 in the intrusion sensor 1, the optical fiber loops 3 are pressed a to 3 e together by the occurrence of the object. As a result, the light intensity recorded by the photodiodes assigned to the respective light guides changes, so that the evaluation unit 15 can precisely determine which light guide loops have been bent (micro-bending) or damaged. In the present example, the light guide loop 3 f arranged in the segment S n remains undamaged or not bent, so that the light intensity does not change here. The intrusion sensor according to the invention can thus immediately determine that an intrusion is occurring. Furthermore, it can be determined immediately at which location of the intrusion sensor the intrusion occurs. If, as the accident progresses, the object penetrates deeper into the vehicle and thus also penetrates deeper into the sensor, the object penetrates through the space 8 filled with foam and strikes the second light guide arrangement 5 .
Wie in Fig. 4 gezeigt, ist bei der Lichtleiteranordnung 5 nur eine Lichtleiterschleife 6 vorgesehen. Entsprechend wie bei der ersten Lichtleiteranordnung 2 dringt das Objekt in die zweite Lichtleiteranordnung 5 ein und somit verändert sich die Lichtintensität an der Fotodiode 17. Somit kann analog zur ersten Lichtleiteranordnung 2 die Tatsache und der Zeitpunkt des Auftreffens des Objekts auf die zweite Lichtleiteranordnung 5 ermittelt werden. Aus der Zeit zwischen dem Aufprall des Objekts auf die erste Licht leiteranordnung 2 und dem Aufprall des Objekts auf die zweite Lichtleiteranordnung 5 kann zusammen mit der Breite h des Zwischenraums 8 die Intrusionsgeschwindigkeit in einem bestimmten Segment des Sektors berechnet werden. Hierdurch kann zuverlässig der Ort und die Stärke des Unfalls bestimmt werden und dementsprechend Rückhaltemittel zum Schutz der Fahrzeuginsassen gezündet werden.As shown in FIG. 4, only one light guide loop 6 is provided in the light guide arrangement 5 . Corresponding to the first light guide arrangement 2 , the object penetrates the second light guide arrangement 5 and thus the light intensity at the photodiode 17 changes . Analogously to the first light guide arrangement 2, the fact and the time when the object strikes the second light guide arrangement 5 can thus be determined. From the time between the impact of the object on the first light guide arrangement 2 and the impact of the object on the second light guide arrangement 5 , the intrusion speed in a specific segment of the sector can be calculated together with the width h of the space 8 . As a result, the location and severity of the accident can be reliably determined and restraint devices for protecting the vehicle occupants can be ignited accordingly.
Wenn an Stelle der in Fig. 4 gezeigten einzigen Licht leiterschleife 6 bei der zweiten Lichtleiteranordnung 5 entsprechend der ersten Lichtleiteranordnung 2 mehrere Lichtleiterschleifen unterschiedlicher Länge verwendet werden, kann zusätzlich noch die Richtung des Objekts bestimmt werden, in welcher dieses in das Fahrzeug eindringt. Die Genauigkeit der Richtungsauflösung hängt von der Anzahl der Segmente ab. Bei einer großen Anzahl wird eine gute Auflösung erreicht, während bei einer kleinen Anzahl nur eine eingeschränkte Möglichkeit der Richtungsauflösung gegeben ist.If, instead of the single light guide loop 6 shown in FIG. 4, a plurality of light guide loops of different lengths are used in the second light guide arrangement 5 corresponding to the first light guide arrangement 2 , the direction of the object in which it penetrates into the vehicle can also be determined. The accuracy of the directional resolution depends on the number of segments. With a large number, a good resolution is achieved, while with a small number there is only a limited possibility of directional resolution.
Um eine möglichst geringe Anzahl von Bauteilen aufzuweisen, können die Steuergeräte 14 und 19 sowie die Auswert einheiten 15 und 18 zu einem Steuergerät beziehungsweise einer Auswerteinheit zusammengefaßt werden. Auch ist es möglich, daß an Stelle der Vielzahl von LEDs und Fotodioden jeweils nur eine LED beziehungsweise eine Fotodiode je Lichtleiteranordnung verwendet wird.In order to have the smallest possible number of components, the control units 14 and 19 and the evaluation units 15 and 18 can be combined to form a control unit or an evaluation unit. It is also possible that instead of the large number of LEDs and photodiodes, only one LED or one photodiode is used per light guide arrangement.
Somit ist es erfindungsgemäß möglich, die Rückhaltemittel des Fahrzeugs entsprechend der Intensität des Aufpralls beziehungsweise des Ortes des Aufpralls zu zünden. Da sowohl der Unfallbeginn als auch die Intrusionsgeschwindig keit schnell und genau gemessen werden können, ermöglicht der erfindungsgemäße Intrusionssensor erheblich schnellere Auslösezeiten als bisher möglich waren. Somit kann durch die Zentraleinheit eine optimale Ansteuerung der Rückhaltesysteme des Fahrzeugs abhängig von Ort und Geschwindigkeit des Aufpralls ermöglicht werden.It is therefore possible according to the invention to use the retention means of the vehicle according to the intensity of the impact or the location of the impact. There both the start of the accident and the intrusion speed speed can be measured quickly and accurately the intrusion sensor according to the invention considerably faster Trigger times than were previously possible. Thus through the central unit optimal control of the Restraint systems of the vehicle depending on location and Speed of impact are made possible.
In den Fig. 5 und 6 ist beispielhaft die Anordnung des erfindungsgemäßen Intrusionssenors in einem Kraftfahrzeug dargestellt. Wie in Fig. 5 gezeigt, kann der Intrusions sensor 1a, 1b in den Türbereichen des Fahrzeugs angeordnet werden, da primär die Insassen innerhalb der Fahrgastzelle zu schützen sind. Hierbei ist jeweils ein Instrusionssensor 1a für die vordere Tür und ein Intrusionssensor 1b für die hintere Tür vorgesehen. Wie in Fig. 6 gezeigt, wird der Intrusionssensor vorzugsweise in dem Bereich der Tür angeordnet, welche am weitesten nach außen steht, da bei einem Unfall mit hoher Wahrscheinlichkeit an diesem Punkt der erste Aufprallkontakt vorhanden ist.The arrangement of the intrusion sensor according to the invention in a motor vehicle is shown by way of example in FIGS. 5 and 6. As shown in Fig. 5, the intrusion sensor 1 a, 1 b can be arranged in the door areas of the vehicle, since primarily the occupants within the passenger compartment are to be protected. Here, each a Instrusionssensor 1 a for the front door and an intrusion sensor 1 b provided for the rear door. As shown in FIG. 6, the intrusion sensor is preferably arranged in the area of the door which is furthest to the outside, since in the event of an accident there is a high probability that the first impact contact is present at this point.
Zusammenfassend wurde insoweit ein Intrusionssensor zur Erfassung einer Unfallschwere bei einem Fahrzeug beschrieben, welcher eine erste Lichtleiteranordnung 2 und eine zweite Lichtleiteranordnung 5 aufweist. Zwischen den beiden Lichtleiteranordnungen 2, 5 ist ein Zwischenraum 8 mit einer Breite h angeordnet. Hierbei ist die erste Lichtleiteranordnung 2 in Richtung einer Intrusionsseite angeordnet. Die zweite Lichtleiteranordnung 5 ist in Richtung der Fahrzeuginnenseite angeordnet.In summary, an intrusion sensor for detecting the severity of an accident in a vehicle has been described, which has a first light guide arrangement 2 and a second light guide arrangement 5 . An intermediate space 8 with a width h is arranged between the two light guide arrangements 2 , 5 . Here, the first light guide arrangement 2 is arranged in the direction of an intrusion side. The second light guide arrangement 5 is arranged in the direction of the inside of the vehicle.
Die vorhergehende Beschreibung des Ausführungsbeispiels gemäß der vorliegenden Erfindung dient nur zu illustrativen Zwecken und nicht zum Zwecke der Beschränkung der Erfindung. Im Rahmen der Erfindung sind verschiedene Änderungen und Modifikationen möglich, ohne den Umfang der Erfindung sowie ihre Äquivalente zu verlassen.The previous description of the embodiment according to the present invention is for illustrative purposes only Purposes and not for the purpose of restricting the Invention. Various are within the scope of the invention Changes and modifications possible without the scope of Invention as well as leaving its equivalents.
Claims (10)
einer ersten Lichtleiteranordnung (2) und
einer zweiten Lichtleiteranordnung (5)
welche zwischen sich einen Zwischenraum (8) mit einer Breite (h) aufweisen,
wobei die erste Lichtleiteranordnung (2) an einer Intrusionsseite und die zweite Lichtleiteranordnung (5) an einer Fahrzeuginnenseite angeordnet ist.1. Intrusion sensor for detecting an accident severity in a vehicle
a first light guide arrangement ( 2 ) and
a second light guide arrangement ( 5 )
which have a space ( 8 ) with a width (h) between them,
wherein the first light guide arrangement ( 2 ) is arranged on an intrusion side and the second light guide arrangement ( 5 ) is arranged on an inside of the vehicle.
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